Двухканальный стробоскопический осциллограф Советский патент 1981 года по МПК G01R13/28 

(54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для непрерьшного воспроизведения формы нескольких широкополосных сигналов и определения их параметров.

По основному авт.св. №817594 известен двухкаиальный стробоскопический осциллограф, содержащий в каждом канале стробируюощй блок сравнения., сигнальный вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, вход компенсации - с выходом блока компенсации канала, а ыход - с первым выходом блока компенсации канала и информационным входом регистра сдвига канала, выход которого подключен к входу дешифратора канала, выходом связанного с первым входом триггера канала, причем входы стробирования блоков сравнения соединены с первым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а входы компенсации с первым и вторым сигнальными входами

коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу блока управления, а выход - к входу тракта вертикального отклонения злектроннолучевого индикатора, вход тракта горизонтального отклонения которого связан с выходом блока формирования напряжения развертки и входом управления блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а вход модуляции 10с выходом блока гашения луча, вход запуска которого соединен с выходом элемента И, входом блока управления и входами сброса триггеров, а вход сброса - с входом сброса блока фор15мирования напряжения развертки и пятым выходом блока управления, чеТ вертый выход которого подключен к входу управления блока формирования напряжения развертки, третий и вто20рой выходы - с установочным входом триггеров, выходы которых связаны с первым и вторым входами управления элемента И, сигнальным входом соедиНенного с вторым выходом блока авто сдвига и генерации стробимпульсов, тактовыми входами регистров сдвига и вторыми входами блоков компенсации р . С целью расширения функциональны возможностей, двухканальный стробос пический осциллограф, содержащий в каждом канаше стро,бируемый блок.сра нения, сигнальный вход которого соединен с шиной- исследуемого сигнала вход компенсации - с выходом блока компенсации канала, а выход - с пер вым выходом блока компенсации канал и информационным входом регистра сдвига.канала, а выход которого под ключен к входу дешифратора канала, выходом связанного с пе1)вым входом триггера канала, причем входы стробирования блоков сравнения соединены с первым выходом блок:а автосдвиг и генерации стробимпульсов, а входы компенсации - с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу блока управления, а выход - к входу тракта вертикального отклонения электронно-лучевого индикатора, вход тракта горизонталь ного отклонения которого связан с выходом блока формирования напряжения развертки и входом управления блока автрсдвига и генерации стробимпульсов , а вход модуляции - с выходом блока гашения луча, вход запу ка которого соедиц ен с выходом элемента И, входом блока управления и )зходами сброса триггеров, а вход сброса - с входом сброса, блока формирования напряжения развертки и пя тым выходом блока управления, четве тый выход которого подключен к вход управления блока формирования напря жения развертки, третий и второй выходы - к установочным входам триг геров, выходы которых связаны с первым и вторым входами управления элемента И, сигнальным входом соеди ненного с вторым выходом блока авто сдвига и генерации стробимпульсов, тактовыми входами регистров сдвига и вторыми входами блоков компенсации, снабжен двумя компараторами, мультиплексором, двумя вентилями, элементом ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, блоком синхронизации, умножителем частоты следования импульсов, источником регулируемых опорных напряжений, реверсивным счетчиком, блоком индикации и накопительным счетчиком, причем первые входы компараторов подключены к выходу блока формирования напряжения развертки, вторые входы - к выходам источника регулируемых опорных напряжений, а выход к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом связанного с третьим входом блока гашения луча и первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, первый выход - с вторыми входами первого и второго вентилей, а второйвыход с входами сброса реверсивного и накопительного счетчиков, выходы которых подключены к первому и второму входам блока индикации, третьим входом связанного с третьим выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов и первым входом умножителя частоты слер,ования импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого вентиля, а выход - со счетным входом накопительного счетчика, счетный вход реверсивного счетчика подключен к выходу второго вентиля,, первый вход которого связан с вторым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а третий вход - с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом стробируемого блока сравнения первого канала, второй вход - с выходом стробируемого блока сравнения второго канала, а управляющий вход - с первым выходом блока управления, причем первый вход первого вентиля подключен к выходу элемента И. Структурная- электрическая схема устройства представлена на чертеже. Устройство состоит из двух идентичных .измерительных, каналов 1, 2, каждый из которых включает стробируемый блок 3 сравнения, блок 4 компенсации, регистр 5 сдвига, дешифратор 6 и триггер 7, коммутатора 8, электронно-лучевого индикатора 9, блока 10 автосдвига и генерации стробимпульсов блока I1 формирования напряжения развертки, блока 12 гашения луча, блока 13 управления элемента И 14, первого и второго компараторов 15, 16, мультиплексора 17, первого.-.вентиля 18, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЁЕ; КЛИ 19, блока 20 синхронизации, второго вентиля 21 умножителя 22 частоты следования импульсов, источника 23 регулируемых опорных на5пряжений, реверсивного счетчика 2, блока 25 индикации и накопительного счетчика 26, Устройство работает следующим образом. Исследуемые сигналы поступают на сигнальные входы стробируемых блоков 3.Синхронизирующие сигналы, синфазные с исследуемыми сигналами, подаются на вход синхронизации блока 10 Фазовый сдвиг стробимпульсов относительно сигналов синхронизации определяется медленно изменяющимся напря жением развертки, поступающим с выхода блока 11 на вход управления блока 10 и вход тракта горизонтального отклонения индикатора 9. С первого выхода блока 10 стробимпульсы поступают на входы стробирования блоков 3, который образует с блоком 4 этого же канала контур обратной связи. С второго выхода блока 10 на второй вход каждого блока 4 поступают тактовые импульсы, задержанные относительно ст,робимпульсов на величину, определяемую задержкой, вносимой блоком 3. Эти импульсы изменяют напряжение на выходе каждого блока 4 на заданную величину (дозу регулирования) , Знак изменения соответствует направлению срабатывания блока 3 в момент прихода стробимпульсов, которое определяется знаком разности мгновенного значения исследуемого сигнала и напряжения на выходе блока 4.После нескольких импульсов блока 10 выходное напряжение- блока 4 каждо го канала с точностью до дозы регулирования становится равньтм мгновенному значению исследуемого сигнала в фазе стробирования. До момента компенсации блок 3 переключается в одном направлении, после направления переключений чередуются. .Момент компенсации в каждом канале фиксирует дешифратор 6, на выходе которого при чередовании переключений блока 3 появляется сигнал, поступающий на первый вход триггера 7. При индикации суммы исследуемых сигналов, когда задействованы оба ка нала наустановочные входы триггеров 7 подается с выхода блока 13 сигнал, разрешающий триггеру переключиться в единичное состояние по сигналу с выхода дешифратора 6. Посл переключения триггеров 7 очередной импульс с второго выхода блока 10 пройдет через элемент 14 и на входы 96 блока 13, блока 12 и на вторые входы триггеров 7, перебрасывая их по спаду импульса в нулевое состояние. На выходе блока 12 при этом появляется импульс, отпирающий трубку индикатора 9, на вход тракта вертикального отклонения которого поступает с выхода коммутатора 8 сумма выходных напряжений блоков 4 - сумма выходных напряжений каналов. Прошедщие через блок 13 тактовые импульсы подаются на управляющий вход блока 11, вызывая изменение его выходного напряжения, что обуславливает дальнейший сдвиг фазы стробирования. Цикл исследования повторяется. После поступления заданного числа тактовых имгтульсов блок 13 выр батьшает импульсы сброса блоков 11 и 12. При индикации выхчэдного напряжения одного канала на триггер .7 незадействованного канала с блока 13 подается сигнал установки в единичное состояние, а коммутатор 8 под-: ключает к входу тракта вертикального отклонения индикатора 9 выход блока 4 компенсации задействованного канала. При индикации выходных напряжений обоих каналов коммутатор 8 поочередно подключает к входу тракта вертикального отклонения индикатора 9 выходы блоков 4. При индикации с малой скоростью развертки блок 13 вьщаег на вход управления блока 11 тактовые импульсы с поделенной частотой следования. Выходной сигнал блока 11 поступает также на компараторы 15 и 16, сравнивающие его с опорными напряже-, ниями источника 23, изменяя последние, можно установить начальную и конечную точку выделенного участка на изображении сигнала. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 при этом формируются импульсы, соответствующие выделенному участку, которые подсвечивают изображение сигнала, поступая на третий вход блока 12, Блок 20 в зависимости от периода измерений выделяет некоторые из импульсов, а также вырабатывает по их фронту сигналы установки счетчика 24 и счетчика 26 в исходное состояние, после чего они начинают подсчитьшать импульсы, поступающие на их входы через открытые вентили 21 и 18. Счетчик 24 подсчитывает алгебраическую сумму числа срабатываний и 7 несрабатываний стробируемого блока 3 индицируемого канала, выходной сигнал которого поступает на вентиль 21 через мультиплексор 17. Диск ретность измерения при этом равна приведенной к входу дозе регулирования, а погрешность определяетс неравенством доз регулирования в блоке 4 (в частности, если блок 4 вы полнен в виде последовательно соединенных реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя 1ЦАП); то погрешность измерения мини мальна). По окончании каждого импуль са блока 20 в счетчике 24 накапливается число, соответствующее разности мгновеннь1х значений сигнала на вьщеленном участке в единицах дозы -регулирования, которое индицируется блоком 25. Выбирая величину дозы, приведенную ко входу, равной,.например 1 мВ, можно получить, отсчет непосредственно в милливольтах. Счетчик 26 подсчитывает число так тов сдвига стробимпульсов по диапазо ну развертки, что соответствует длительности выделенного участка. Для получения отсчета времени в абсолютных единицах с минимально возможной дискретностью импульсы на вход счетчика 26 поступают через умножитель 22, коэффициент умножения которого, а также положение десятичной запятой в блоке 25 .определяют диапазоном развертки, установленным регулятором в блоке 10. Погрешность измерения временного интервала при этом определяется лишь нелинейностью сдвига стробимпульсов и не зависит от скорости и диапазона развертки. Использование в блоке 13 делителя частоты тактовых импульсов и подключенного к его выходу второго делителя частоты с емкостью, определяющей число точек развертки, позволяет наряду с замедлением скорости развертки обеспечить стартстопный режим блока II. Блок 13 включает также переключатель режима работы, с помощью которого устанавливается коэффициент деления делителя тактовой частоты, осуществляется подача сигнала Пуск на установочные входы второго делителя частоты и определяются cor стояния выходов триггера блока управ ления, управляющего коммутатором 8. Устройство позволяет индицировать только наиболее вероятные значения исследуемых сигналов, что снижает уровень шумов. Максимальная скорость развертки луча электронно-лучевой трубки индикатора 9 определяется формой и уровнем суммарных шумов исследуемого сигнала и блока сравнения, а также дисперсией фазы стробимпульсов блока 10, поскольку с повьш1ением уровня шума снижается вероятность появления в регистре 5 кода, необходимого для срабатьшания дешифратора 6 и последующей подачи на элемент 14 очередного тактового импульса. Устройство позволяет индицировать исследуемые сигналы и измерять характеризующие их амплитудные и временные соотношения на вьщел12нных участках,, что достигается при точности, практически определяемой трактом преобразования временного масштаба сигналов. При полосе пропускания не менее 2 ГГц и урорня mjTMOB, приведенного к входу и не превышающего 80 мкВ, обеспечивается индикация временных интервалов и амплитудных соотношений с дискретностью 1%. Формула изобретения Двухканальный стробоскопический осциллограф по авт.св. №817594, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен двумя компараторами, мультиплексором, двумя вентилями, элементом ЙСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ блоком синхронизации, умножителем частоты следования импульсов, ис-г точником регулируемых опорных напряжений, реверсивным счетчиком, блоком индикации и накопительным счетчиком, причем первые входы ко.мпараторов подключены к выходу блока формирования напряжения развертки, вторые входы - к выходам источника регулируемых опорных напряжений, а выход - к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом связанного с третьим входом блока гашения луча и первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, первый выход - с вторыми входами первого и BToporq вентилей, а второй выход с входами сброса реверсивного и накопительного счетчиков, выходы которых подключены к первому и второму входам блока индикации, третьим входом свяиного с третьим выходом блока авсдвига и генерации стробимпульсов первым входом умножителя частоты едования импульсов, второй вход торого соединен с выходом первого нтиля, а выход - со счетным входом копительного счетчика, счетный од реверсивного счетчика подключен выходу второго вентиля, первый вхо торого связан с вторым выходом ока автосдвига и генерации стробпульсов, а третий вход - с выходом льтиплексора, первый вход которого 9 . 10 . соединен с выходом строби|-уемого блока сравнения первого канала, второй вход - с выходом стробируемого блока сравнения второго канала, а Управлякщий вход - с первым выходом блока управления, причем первый вход первого вентиля подключен к выходу элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе и.о,-, свидетельство СССР rllln). 3/28. 1979 (про